GH2132

GH2132义豪金属的GH2132是Fe-25Ni-15Cr基高温合金，加入钼、钛、铝、钒及微量硼综合强化。在650℃以下具有高的屈服强度和持久、蠕变强度，并且具有较好的加工塑性和满意的焊接性能。适合制造在650℃以下长期工作的航空发动机高温承力部件，如涡轮盘、压力机盘、转子叶片和紧固件等。该合金可以生产各种形状的变形产品，如盘件、锻件、板、棒、丝和环形件等。优质GH2132合金，是在GH2132合金基础上发展而来，只要是提高合金纯洁度，限制气体含量，控制低熔点元素含量，并调整热处理制度，从而使合金的热强性和长期使用性能提高。1.1GH2132材料牌号GH2132(GH132)1.2GH2132相近牌号A286,UNSS66286(美国),ZbNCT25(法国),P.Q.A286(美国)1.3GH2132材料的技术标准GJB2611-1996《航空用高温合金冷拉棒材规范》GJB2612-1996《焊接用高温合金冷拉丝材规范》GJB3020-1997《航空用高温合金环坯规范》GJB3065-1998《航空承力件用高温合金热轧和锻制棒材规范》GJB3167-1998《冷镦用高温合金冷拉丝材规范》GJB3317-1998《航空用高温合金热轧板规范》GJB3782-1999《航空用高温合金锻制圆饼规范》GB/T14996-1994《高温合金冷轧薄板》Q/3B4071-1993《YZGH2132合金热轧棒材》Q/6S1032-1992《高温紧固件用YZGH2132合金棒材》1.4GH2132化学成分GH2132合金化学成分见表1-1，优质GH2132合金化学成分见表1-2。表1-1%CCrNiMoTiFeVBMnAlSiPS不大于≤0.0813.5～16.024.0～27.01.00～1.501.75～2.30余0.10～0.500.001～0.0101.00～2.000.041.000.0300.020注：1冷拉棒、圆饼和环坯标准规定ω(Ti)1.80%～2.35%。2热轧和冷轧板标准规定，ω(B)0.003%～0.010%，ω(Mn)≤2.00%，ω(P)≤0.020%，ω(S)≤0.015%。3冷拉焊丝标准规定，ω(Al)≤0.35%，ω(Ti)1.75%～2.35%，ω(Si)0.40%～1.00%，ω(P)≤0.020%，ω(S)≤0.015%。4冷镦用丝材标准规定，ω(Ti)1.75%～2.35%，ω(Si)0.40%～1.00%，ω(P)≤0.025%，ω(S)≤0.020%。5热轧和锻制棒材标准规定ω(Cu)≤0.25%。表1-2%CCrNiMoTiFeVBMnAlSiPS不大于≤0.0813.50～16.0024.00～27.001.00～1.501.90～2.35余0.10～0.500.003～0.0100.350.350.350.0150.002CaMgCuSnPbSeAgTeTlBiNO不大于0.0050.0050.300.00500.00050.00030.00050.000050.00010.000030.01000.0050注：微量元素Se、Te、Tl在确定分析方法前，报实测数据，不作为验收依据。1.5GH2132热处理制度材料标准规定的GH2132热处理制度见表1-3；优质GH2132热处理制度为900℃±10℃，1～2h,油冷＋750℃±10℃，16h，空冷。表1-3材料品种热处理制度棒材、圆饼980～1000℃，1～2h，油冷＋700～720℃，12～16h,空冷热轧板、冷轧板980～1000℃，空冷＋700～720℃，12～16h，空冷冷拉棒980～1000℃，1～2h，油冷＋700～720℃，16h,空冷环件毛坯980～990℃，1～2h，油冷＋700～720℃，16h,空冷冷镦用冷拉丝980～1000℃，水冷或油冷＋700～720℃，16h,空冷注:冷拉棒和冷拉丝标准规定，性能检验不合格时，可以不大于760℃时效16h，合格后交货。1.6GH2132品种规格和供应状态可以供应各种规格的棒材、板材、丝材、盘件和环件。棒材、圆饼和环坯不经热处理交货；热轧板和冷轧板固溶和酸洗后交货；冷拉棒材于固溶＋酸洗状态交货；冷镦丝可于固溶＋酸洗盘状、或固溶＋酸洗直条状、或固溶直条状磨光和冷拉等几种状态交货；冷拉焊丝于冷拉状态、或固溶＋酸洗、或半硬状态交货。1.7GH2132熔炼和铸造工艺GH2132合金可采用非真空感应＋电渣，电弧炉＋电渣和电弧炉＋真空电弧以及真空感应＋真空电弧等工艺熔炼。优质GH2132合金可采用真空感应＋真空电弧工艺熔炼。1.8GH2132应用概况与特殊要求在航空上主要用于在650℃以下工作的发动机压气机盘、涡轮盘、承力环、机匣、轴类、紧固件和板材焊接承力件等。在国内该合金已在航空上获得较为广泛的应用。优质GH2132合金用作航空发动机压气机叶片及高温紧固件等。二、GH2132物理及化学性能2.1GH2132热性能2.1.1GH2132熔化温度范围1364-1424℃[1]。2.1.2GH2132热导率见表2-1。表2-1[1]θ/℃100200300400500600700800900λ/（W/（m·C））14.215.917.218.820.522.223.925.527.62.1.3GH2132线膨胀系数GH2132线膨胀系数见表2-2；优质GH2132线膨胀系数见表2-3表2-2[1]θ/℃20～10020～20020～30020～40020～50020～60020～70020～80020～900α/10-6C-115.3716.0916.3116.8417.5818.0618.7419.6220.45表2-3[2]θ/℃20～10020～20020～30020～40020～50020～60020～70020～80020～850α/10-6C-115.716.016.516.817.317.517.919.119.72.2GH2132密度GH2132:ρ=7.93g/cm3[1]；优质GH2132:ρ=7.99g/cm3[2]。2.3GH2132电性能电阻率见表2-42.4GH2132磁性能2.5GH2132化学性能2.5.1GH2132抗氧化性能合金在空气介质中试验100～300h后的氧化速率见表2-5。表2-4[1]θ/℃20100200300400500600700800900ρ/(10-6Ω·m)0.9140.9851.0181.0741.1191.1351.1651.1921.2131.225表2-5[1]θ/℃氧化速率/(g/(m2·h))100h200h300h6500.004170.002760.002347500.032500.072160.083228500.006300.123860.09672三、GH2132力学性能技术标准规定的性能GH2132合金见表3-1；优质GH2132合金见表3-2表3-1品种室温性能θ/℃拉伸性能持久性能σb/MPaσP0.2/MPaδ5/%φ/%aKU/（kJ/m2）HBSσb/MPaδ5/%φ/%σ/MPat/hδ5/%不小于不小于轧棒锻棒930-2040-255～3215507851628588100-6507351520392100-冷拉棒①9005901520-248～341650---451（392）23（100）5（3）热轧板②885-20---65073515----55078516----冷轧板②885-20---65073515-392100实测55078516-588100实测圆饼9306202040290255～3216507351520392100-环坯9306202030290255～32165073515-392100-冷镦用丝①900（930）③590-15（18）20（40）--248～341（HV260～360）650--451（392）23（100）5-①冷拉棒和冷镦用丝材，固溶状态硬度不大于HBS202(HV194)。②板材的高温拉伸和持久试验只作一个温度，如合同中未注明时按650℃进行试验。③如需方要求，可按括号内指标进行检验。四、GH2132组织结构4.1相变温度4.2时间-温度-组织转变曲线GH2132合金中η-Ni3Ti相的析出动力学曲线见图4-1。4.3合金组织结构GH2132合金在标准热处理状态下，在γ基体上有球状均匀弥散分布的Ni3（Ti，Al）型γ′相以及TiN,TiC，晶界有微量M3B2，晶界附近可能有少量η相和L相。合金硅、硫含量较高时，会有G相、Y相在晶界析出。长期时效或使用后是否有σ相析出，与合金成分有关。近年来采用相分析计算方法提出了如下简化公式：ΔNv′=Ni－3Ti－3.5Al－1.7Si－0.9Cr－4.7[1]注：元素符号表示该元素在合金中的重量百分比。当ΔNV′0时，无σ相析出。γ′相的溶解温度为830～850℃，开始析出温度在650℃左右，700～730℃析出最多。标准热处理后γ′相数量约为合金重量的2%～3%，直径约10～20nm，其化学组成近似(Ni0.93Fe0.04Cr0.03)2.73(Ti0.83Al0.17)。550～650℃长期时效后，γ′相数量稍微增加，尺寸略微长大。当合金中ω(Al)0.4%时，就有可能出现胞状γ′相。TiC,TiN的数量约占合金重量的0.25%，基本上不参与合金热处理过程的组织转变。TiC在1180℃以上才开始溶解，TiN则更不易溶解。η相形成的温度区间约在700～900℃之间，析出温度与合金Ti含量相关。M3B2相在1040～1080℃固溶时已大量溶解，至1180～1210℃可完全溶解，M3B2在650℃时效已有析出。L相在950～990℃之间股溶蚀溶解，析出峰在850℃左右。G相在982℃以上开始溶解，至1120℃可完全溶解，析出峰在850℃左右。σ相析出温度在650～900℃之间，析出峰在750～850℃左右。G、σ和η相的出现对合金性能起损害作用。五、GH2132工艺性能与要求5.1成型性能5.1.1GH2132合金的工艺塑性图见图5-1，再结晶图见图5-2。5.1.2合金锻造开坯加热温度1080～1140℃，终锻温度高于900℃。水压机开坯时加热温度1110℃，停压温度高于950℃；模锻开压温度为1100℃，停压温度高于930℃。环件轧制加热温度1130～1150℃，终轧温度高于900℃。棒材及型材轧制温度1080～1140℃，终轧温度高于900℃。5.2焊接性能合金具有满意的焊接性能，可用氩弧焊、点焊、缝焊紧进行焊接。合金于固溶状态进行焊接，焊后进行时效处理。5.2.1手工和自动钨极对接氩弧焊规范见表5-1。推荐采用HGH113焊丝和较小的焊接能量输入。5.2.2自动钨极脉冲氩弧焊对焊规范见表5-2。5.2.3缝焊规范见表5-3。5.2.4焊后进行时效处理的氩弧焊对接接头的强度系数大于90%。表5-1[8]焊接方法厚度/mm焊丝电流/A电压/V焊接速度/(m/min)送丝速度/(m/min)氩气流量/(L/min)背面气体流量/(L/min)钨极直接/mm焊嘴直径/mm牌号直径/mm手工氩弧焊1.5＋1.5HGH21321.670～908～10--6～8-1.682.0＋2.090～100自动氩弧焊1.5＋1.5HGH2132HGH1140HGH1131.695～1007～80.25～0.320.325～82～33.0182.0＋2.0130表5-2[8]厚度/mm焊丝电压/V脉冲电流/A维弧电流/A脉冲幅比脉冲宽比脉冲频率/Hz焊接速度/(m/min)送丝速度/(m/min)牌号直径/mm0.8不加丝-8.550134350.3-0.8HSG-11.08.5～9.060154250.270.1651.5HSG-11.08.5～9.0100283.5230.230.22.0HSG-11.09～10130265230.20.25表5-3[8]厚度/mm滚盘宽/mm电源/A焊接时间/s休止时